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申请/专利权人：中国电力工程顾问集团有限公司;中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司

摘要：本发明实施例涉及高空风能发电技术领域，特别涉及一种空中伞梯系统的稳定性判别方法及装置。方法包括：基于空中伞梯系统的动力学模型，对目标伞梯系统进行仿真；在添加风力扰动之后，获取对目标伞梯系统在添加风力扰动后的每一个时刻的仿真结果；基于仿真结果在添加风力扰动后的变化情况，判断目标伞梯系统的稳定性。因此，本方案可以通过首先对目标伞梯系统进行仿真，然后可以基于目标伞梯系统的仿真结果，来判断目标伞梯系统的稳定性，以及时对目标伞梯系统的姿态控制进行调整，减小目标伞梯系统在实际发电中失稳的概率。

主权项：1.一种空中伞梯系统的稳定性判别方法，其特征在于，包括：基于空中伞梯系统的动力学模型，对目标伞梯系统进行仿真；在添加风力扰动之后，获取对目标伞梯系统在添加风力扰动后的每一个时刻的仿真结果；基于所述仿真结果在添加风力扰动后的变化情况，判断所述目标伞梯系统的稳定性；所述空中伞梯系统的动力学模型是通过如下方式构建的：基于有限段法，对空中伞梯系统的主缆绳进行绳段划分得到若干个节点，以建立所述空中伞梯系统的多刚体系统模型；基于所述多刚体系统模型，建立所述空中伞梯系统的运动学方程，以得到所述空中伞梯系统中每一个节点的运动状态；基于空气动力学的经验公式和所述空中伞梯系统中每一个节点的运动状态，确定所述空中伞梯系统中每一个节点的受力情况；基于Kane方法和所述空中伞梯系统中每一个节点的受力情况，确定所述空中伞梯系统的动力学模型；所述基于有限段法，对空中伞梯系统的主缆绳进行绳段划分得到若干个节点，以建立所述空中伞梯系统的多刚体系统模型，包括：基于有限段法，将空中伞梯系统的主缆绳划分为若干个绳段，以将每一个绳段的端点作为节点；确定各相邻两节点之间的间距和每一个节点的质量；其中，所述每一个节点的质量包括该节点与前一节点之间的绳段质量以及该节点与前一节点之间绳段上安装的动力伞和系留气球的质量；以每一个节点为坐标原点，分别构造与每一个节点对应的三维坐标系，并构建每一个节点在前一个节点对应的三维坐标系中的广义坐标，以建立所述空中伞梯系统的多刚体系统模型；其中，所述三维坐标系均互相平行；所述基于所述多刚体系统模型，建立所述空中伞梯系统的运动学方程，以得到所述空中伞梯系统中每一个节点的运动状态，包括：基于每一个节点的广义坐标，确定每一个节点对应的旋转矩阵；基于每一个节点的广义坐标和对应的所述旋转矩阵，建立所述空中伞梯系统的运动学方程；其中，所述运动学方程用以表征每一个节点的位置、速度和加速度与前一节点的位置、速度和加速度之间的递推关系；基于所述空中伞梯系统的运动学方程，得到所述空中伞梯系统中每一个节点的运动状态；所述基于空气动力学的经验公式和所述空中伞梯系统中每一个节点的运动状态，确定所述空中伞梯系统中每一个节点的受力情况，包括：基于空气动力学的经验公式和所述空中伞梯系统中每一个动力伞所处的节点的运动状态，确定每一个所述动力伞所受的总气动力；基于空气动力学的经验公式和所述空中伞梯系统中系留气球所处的节点的运动状态，确定所述系留气球所受的总气动力；基于每一个节点的质量、每一个节点所受的总气动力以及每一个节点所受的浮力，确定每一个节点的受力情况；所述仿真结果为当前时刻每一个节点的广义坐标；所述基于所述仿真结果在添加风力扰动后的变化情况，判断所述目标伞梯系统的稳定性，包括：获取所述目标伞梯系统中每一个节点的广义坐标的平衡值；其中，所述平衡值是根据所述目标伞梯系统处于稳定状态时当前节点的广义坐标确定的；基于所述目标伞梯系统中每一个节点的广义坐标的平衡值和在添加风力扰动后一段时间窗口内每一个节点在每一个时刻的广义坐标，来判断所述目标伞梯系统的稳定性。

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